Редови електрически клеми

Голяма част от повредите в системи за управление се дължат на некачествени електрически връзки. Това определя важната роля на клемите в електрическите вериги. Качествените клеми повишават значително надеждността на електрическите системи и безопасната работа на експлоатационния персонал.

Редовите клеми биват няколко основни вида. Според функцията и предназначението си се разделят на: силови; информационни; занулителни; заземителни; за изравняване на потенциали; измервателни; с електронни елементи (диоди, светодиоди, предпазители, варистори, съпротивления, защити от пренапрежения, преобразуватели и др.); за термодвойки; за захранване и разпределяне на сигнали на датчици и изпълнителни механизми; взривозащитени; за маркиране на клемореди и т. н.

В зависимост от конструкцията си редовите клеми могат да бъдат проходни; с намалени размери; двустранно затворени; на две, три и повече нива; модулни; шпилкови; с щифтове за кабелна обувка, тип “автомобилно перо” и др.

Според вида на ел. връзката са: винтови; пружинни (няколко типа); хибридни и шпилкови. Към групата на пружинните клеми принадлежат класическите пружинни клеми, push-in клемите, както и ножовите клеми. В зависимост от използвания материал редовите клеми биват: стандартни; с усилени електроизолационни характеристики; за висока работна температура и др.

Определящи критерии при избора на редови клеми са техните технически характеристики и конкретното приложение. Сред основните им технически характеристики са: видът на електрическата връзка - винтова или безвинтова; тип на шината за монтаж на клемите; номинални и максимални технически данни; материал на изолацията; работен температурен интервал; клас на горимост; виброустойчивост; удобство при работа и ергономичност.

По отношение на електрическата връзка най-важното условие за безпроблемна работа на клемата е постигането на висока надеждност. Изпълнението на това условие и за винтовите, и за безвинтовите клеми е пряко свързано с качеството на материалите.

От изключителна важност е обаче да се осигури разделяне на механичната и електрическата функции. Конструктивно това се постига, като притискането на проводника към тоководещата шина се осъществява с помощта на закалени неръждаеми стоманени елементи.

За винтовите клеми - винт и скоба, а за безвинтовите - стоманена напрегната пружина. От друга страна, самата шина се изработва от мед и се калайдисва с цел предпазване от окисление и допълнително намаляване на преходното съпротивление в контактната зона.

Разделянето на механичната и електрическата функции е основен фактор за осигуряване на херметичност на контакта, което е гаранция за постигане на добра електрическа връзка. Използването на скоба от закалена стомана при винтовите клеми осигурява и компенсиране на температурните разлики, които също биха довели до разхлабване на връзката.

Напречните прорези на токовата шина и на скобата гарантират надеждното притискане и на най-малките проводници. Конструкцията на тези елементи на клемата осигурява притискане на големите проводници, както и на сдвоените такива в средата на шината и скобата.

Номиналните и максимални данни на клемата включват сечения и видове на присъединяваните проводници, стойности на напрежението, тока, изолационното напрежение, типовете принадлежности и т. н. Основните параметри на редовите клеми се описват в техническите каталози на производителите в съответствие с няколко международно признати стандарта.

Чисто конструктивните специфики на клемите включват и наличие на защита на работещите с тях от поражение от електрически ток (има се предвид защита от допир до тоководещи части). Под материал на изолацията обикновено се разбира материалът, от който е изграден корпусът на клемата, без тоководещите части.

В преимуществен дял от случаите се използва определен вид пластмаса. Налице е тенденцията да се използват материали без вредни съставки (халогенни елементи, кадмий и т. н.).

Работната температура и класът на горимост са в тясна връзка с изискванията за пожароустойчивост на клемата, клемореда и устройството като цяло. Дефинирано е понятието „клас на горимост”, който гарантира, че при запалване, например от късо съединение, изолационният материал няма да поддържа горенето и няма да допринесе за възникването на пожар.

Друг показател - виброустойчивостта, e от значение за редица приложения. Отсъствието на виброустойчивост води още и до необходимост от допълнително обслужване.

По отношение удобството при работа с клеморедите от значение са характеристиките ергономичност - отнася се до използвания материал, формата и изработката; точна конструкция. Като пример за недобро конструктивно решение е използването на клеми, чиито пети са или твърде стегнати и не могат да се движат по носещата шина, или са прекалено хлабави; унификация и стандартизация на размерите и монтажните специфики; защита от неправилен монтаж при винтовите клеми (удължение в долната част на скобата, което блокира въвеждането на проводник между стегната скоба и корпуса на клемата).

Принадлежности и аксесоари за винтови клеми
Както е добре известно, клеморедите обхващат и редица допълнителни елементи. Сред тях са:

Токови шини. Представляват външни за клемите тоководещи шини с правоъгълно или квадратно сечение, например: 10x3x1000 mm, медна, калайдисана, с номинален ток 140 А. Използват се за разпределяне на нулевия потенциал.

Мостове. Най-често замостването се извършва в средата на клемите, така че да не се ограничава мястото на проводниците. Този начин на свързване спестява инсталационни материали (проводници, накрайници), време и труд. Мостовете могат да бъдат с винтова или с пружинна връзка. При необходимост е възможно да се свържат няколко клеми с мостове от типа изолиран гребен - за свързване от страната на проводника.

Крайни капачки. Служат за изолиране на откритите тоководещи части (затваряне на последната клема от клемореда).

Крайни притискачи. Фиксират механично клемите по дължината на носещата шина.

Разделителни пластини (стени). Използват се за видимо разделяне на клемите върху обща носеща шина, както и за допълнителна електрическа изолация.

Защитни прозрачни капаци. Предназначени са за защита от допир до тоководещи части или за пломбиране на измервателни клеми при електромери.

Кабелни накрайници (гилзи). Предназначени се за кримпване (кербоване, пресоване) на зачистените от изолация краища на многожични проводници, които се свързват в клемите. Гилзите са изолирани (с полимерен пръстен) или неизолирани. Цветът на пластмасата на изолираните често се използва за кодиране сечението на гилзата.

Материалът, от който се изработва изолацията на гилзата, най-често е полипропилен. Тоководещата част е от калайдисана мед. Предлагат се и двойни гилзи (за кримпване на два проводника в обща точка).
Кабелни обувки. Важен електротехнически консуматив. Кабелните обувки са много различни видове.

Маркировки. Заедно с маркировките за проводници и кабели указват точното местонахождение на електрическите вериги. Много важен елемент, особено за сложните системи.

Тестови адаптори/щекери. С тяхна помощ се извършва проверка и измерване на определени параметри на сигналите, непосредствено от клемите.

Отвертки. Добре познати, основни инструменти. Използват се за опроводяване и на винтовите, и на безвинтовите клеми.

Действащи стандарти в областта

БДС EN 60999-1:2002 - Устройства за свързване. Електрически медни проводници. Изисквания за безопасност на винтови и безвинтови клемни устройства. Част 1: Общи изисквания и специфични изисквания на клемни устройства за проводници от 0,2 mm2 до 35 mm2 (включително) (IEC 60999-1:1999).

Прилага се за устройства за свързване с винтови и безвинтови клемни устройства както към отделни елементи, така и към вградени части на съоръжения. Проводниците са електрически медни (в съответствие с IEC 228), твърди и/или гъвкави с напречно сечение от 0,5 mm2 до 35 mm2 включително и съответстващите на AWG размери, с обявено променливо напрежение, непревишаващо 1000 V, с честота до 1000 Hz включително и 1500 V постоянно напрежение.

БДС EN 60947-7-1:2003 - Комутационни апарати за ниско напрежение. Част 7-1: Спомагателни принадлежности. Клемни блокове за медни проводници (IEC 60947-7-1:2002 + поправка март 2003). Определя изискванията за клемни блокове, винтов тип или клеми, безвинтов тип, предвидени главно за индустрията, които имат напречно сечение между 0,2 mm2 и 300 mm2 (AWG 24/600 MCM).